KR101342804B1

KR101342804B1 - 금형 가열 장치

Info

Publication number: KR101342804B1
Application number: KR1020127000968A
Authority: KR
Inventors: 야스히꼬 후지에다; 마사따께 도시마; 유우이찌로오 미즈따
Original assignee: 가부시키가이샤 고베 세이코쇼
Priority date: 2009-07-16
Filing date: 2010-06-28
Publication date: 2013-12-17
Also published as: EP2455203B1; CN102470563A; KR20120031064A; EP2455203A4; WO2011007509A1; CN102470563B; EP2455203A1; JP5302804B2; US9827694B2; HRP20131072T1; US20120074133A1; JP2011020367A

Abstract

본 발명은, 미가공 타이어(T)가 수용된 타이어 금형(M)을 가열하기 위한 금형 가열 장치로서, 제조가 용이하고 또한 저렴한 것을 제공한다. 이 금형 가열 장치는, 타이어 금형(M)이 배치되는 공간을 사이에 두고 특정 방향으로 서로 대향하는 상측 링 형상 부재(11) 및 하측 링 형상 부재(12)와, 양쪽 링 형상 부재(11, 12)의 둘레 방향으로 배열되는 복수의 위치에 당해 둘레 방향으로 간격을 두고 배치되고, 상측 링 형상 부재(11) 및 하측 링 형상 부재(12)를 상호 연결하는 비자성 부재(13)와, 제1 판 형상 부재(13)의 내측면에 설치된 강자성 비도체 부재(14)와, 타이어 금형(M)이 배치되는 공간을 상기 특정 방향과 직교하는 방향의 외측으로부터 둘러싸도록, 제2 판 형상 부재(14)를 통해서 제1 판 형상 부재(13)에 지지되는 코일(15)을 구비한다.

Description

금형 가열 장치{DIE HEATING DEVICE}

본 발명은, 타이어를 수용하는 타이어 금형을 가열하기 위한 금형 가열 장치에 관한 것이다.

종래, 타이어를 수용하는 타이어 금형을 가열하기 위한 금형 가열 장치로서, 특허 문헌 1의 도 12 및 도 13에 기재된 것이 알려져 있다.

특허 문헌 1의 도 12에 기재된 금형 가열 장치는, 타이어를 수용하는 타이어 금형의 측면을 포위하도록 배치된 통 형상의 열 실드와, 당해 통 형상의 열 실드의 내면에 고정된 통 형상의 강자성 비도체 부재와, 당해 강자성 비도체 부재의 내면에 고정된 유도 가열 코일을 갖는다. 상기 열 실드는, 그 내면측으로부터 순서대로 적층되는 비금속 재료와 단열 재료와 비자성 금속 재료로 구성된다.

특허 문헌 1의 도 13에 기재된 금형 가열 장치는, 타이어 금형의 측면을 포위하도록 배치된 통 형상의 열 실드와, 당해 통 형상의 열 실드의 외면에 고정된 유도 가열 코일과, 당해 유도 가열 코일의 외면에 고정된 통 형상의 강자성 비도체 부재와, 당해 강자성 비도체 부재의 외면에 고정된 통 형상의 비자성 금속 재료를 갖는다. 상기 열 실드는, 그 내면측으로부터 순서대로 적층되는 비금속 재료와 단열 재료로 구성된다.

상기 도 12 및 도 13에 도시되는 장치에서는, 타이어 금형에 유도 가열 코일을 설치할 필요가 없으므로, 예를 들어 특허 문헌 1의 도 7 및 도 8에 도시되는 바와 같이 유도 가열 코일이 타이어 금형에 설치되는 장치에 비교해서 경제적이다. 특히, 상기 타이어 금형은 종류가 많고, 통상적으로, 공장에서는 금형 가열 장치의 대수에 비해 훨씬 많은 타이어 금형을 소유하고 있으며, 각각의 타이어 금형에 유도 가열 코일을 설치하면 당해 유도 가열 코일의 필요 개수가 많아져 버리는 것에 대해, 특허 문헌 1의 도 12 및 도 13에 도시되는 장치에서는 유도 가열 코일의 필요 개수가 유효하게 삭감된다.

또한, 당해 도 12 및 도 13에 도시되는 장치에서는, 단열재가 타이어 금형의 주위를 덮도록 배치되어, 가열된 타이어 금형으로부터 외부로의 방열을 억제하기 때문에, 에너지 소비를 삭감할 수 있다.

그러나, 특허 문헌 1의 도 12 및 도 13에 도시되는 금형 가열 장치는, 그 제작상, 다음과 같은 문제점을 갖는다. 상기 도 12에 도시되는 장치는, 그 조립을 위하여 통 형상의 비금속 재료 및 비자성 금속 재료를 갖는 열 실드의 내면에 강자성 비도체 부재를 통해서 유도 가열 코일을 설치하는 작업이 필요하며, 이 작업은 곤란하다. 상기 도 13에 도시하는 바와 같이 통 형상의 열 실드의 외면에 유도 가열 코일이 설치되는 장치에서는, 이 유도 가열 코일과, 당해 유도 가열 코일의 외측의 강자성 비도체 부재와, 당해 강자성 비도체 부재의 외측의 비자성 금속 재료가 열 실드로 지지되지 않으면 안되기 때문에, 열 실드를 구성하는 비금속 재료에 높은 강도가 요구된다. 그러나, 타이어 가열 장치에 설치되는 통 형상이고 고강도인 비금속 재료로 이루어지는 열 실드의 제작은 곤란하며, 그 제작은 매우 높은 비용을 수반한다.

일본 특허 출원 공개 제2008-100513호 공보

본 발명은, 타이어가 수용된 타이어 금형을 가열하기 위한 금형 가열 장치로서 저렴하고 제조가 용이한 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 의해 제공되는 금형 가열 장치는, 상기 타이어 금형이 배치되는 공간을 사이에 두고 서로 특정 방향으로 대향하여, 당해 특정 방향과 직교하는 면 상에서 링 형상을 이루는 한 쌍의 링 형상 부재와, 상기 한 쌍의 링 형상 부재의 둘레 방향으로 배열되는 복수의 위치에 당해 둘레 방향으로 간격을 두고 배치되고, 상기 양쪽 링 형상 부재를 상호 연결하는 복수의 비자성 부재와, 이들의 비자성 부재 중 상기 타이어 금형측을 향하는 내측면에 설치된 강자성 비도체 부재와, 상기 타이어 금형이 배치되는 공간을 상기 특정 방향과 직교하는 방향의 외측으로부터 둘러싸도록, 상기 강자성 비도체 부재를 통해서 상기 복수의 비자성 부재에 지지되는 코일을 구비한다.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 금형 가열 장치를 포함하는 타이어 가열 장치의 단면도로서 도 3의 I-I선 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시하는 측부 가열 유닛의 사시 모식도이다.
도 3은 도 1에 도시하는 측부 가열 유닛의 평면도이다.
도 4는 도 1에 도시하는 측부 가열 유닛의 단면 확대도이다.
도 5는 도 4의 V-V선 단면도이다.
도 6은 상기 측부 가열 유닛을 도 3의 화살표 VI의 방향으로부터 본 측면 확대도이다.

이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다.

도 1은, 본 실시 형태에 관한 타이어 가열 장치(100)의 단면도로서, 도 3에 도시하는 측부 가열 유닛의 평면도에 있어서의 I-I선을 따른 단면도이다. 그러나, 도 1의 일부의 영역에서는 단면을 도시하는 사선이 생략되어 있다.

도 1에 도시하는 바와 같이, 상기 타이어 가열 장치(100)는, 베이스판(101) 상에 설치된다. 이 타이어 가열 장치(100)는, 평판 형상의 상부 플래튼(3)과, 평판 형상의 하부 플래튼(7)과, 타이어 금형(M)과, 당해 타이어 금형(M)을 가열하기 위한 복수의 가열 유닛인 측부 가열 유닛(H1), 상부 가열 유닛(H2) 및 하부 가열 유닛(H3)을 포함한다. 이들의 가열 유닛 중 상기 측부 가열 유닛(H1)이 본 발명에 관한 금형 가열 장치에 상당하다.

(타이어 금형에 대해서)

상기 타이어 금형(M)은, 타이어(T)를 수용하는 강제의 금형으로서, 타이어(T)의 상면에 접촉하는 상측 몰드(M1)와, 타이어(T)의 하면에 접촉하는 하측 몰드(M2)와, 타이어(T)의 외주면에 접촉하는 사이드 몰드(M3)와, 사이드 몰드(M3)를 외주측으로부터 지지하기 위한 컨테이너 링(M4)을 갖는다.

상기 사이드 몰드(M3)는, 둘레 방향 즉 타이어(T)의 중심축(C)을 중심으로 하는 원주 방향으로 배열되는 복수의 분할 몰드로 분할(예를 들어 7 분할 내지 9 분할)되고, 각 분할 몰드는, 각각 상측 몰드(M1)에 대하여 직경 방향으로 이동 가능하게 설치되어 있다. 상기 사이드 몰드(M3) 중 직경 방향 내측을 향하는 면인 내주면(타이어와의 접촉면)에는 요철의 패턴이 형성되고, 직경 방향 외측을 향하는 면인 외주면은 하방을 향함에 따라서 직경이 확장되는 경사면을 포함한다.

상기 컨테이너 링(M4)은, 원통 형상을 이루고, 상기 사이드 몰드(M3)의 직경 방향 외측에 설치된다. 당해 컨테이너 링(M4) 중 직경 방향 내측을 향하는 면인 내주면은, 하방을 향함에 따라서 직경이 확장되는 방향의 경사면(Ma)을 포함하고, 이 경사면(Ma)이 상기 사이드 몰드(M3)의 외주면에 포함되는 상기 경사면에 결합한다. 이 결합을 유지한 채로 사이드 몰드(M3)는 컨테이너 링(M4)에 대하여 그 경사면(Ma)을 따라 이동 가능하다.

상기 컨테이너 링(M4)은, 상기 상부 플래튼(3)의 하면과의 사이에 상기 상부 가열 유닛(H2)을 사이에 두고 당해 상부 플래튼(3)에 고정된다. 상부 플래튼(3)은, 베이스판(101)에 대하여 상하 방향으로 이동 가능하게 설치된 상부 부재(4)에 고정되어 있다. 컨테이너 링(M4)에는, 이 컨테이너 링(M4)을 타이어 금형(M)의 둘레 방향으로 관통하는 환 형상 구멍(Mb)이 형성된다. 이 환 형상 구멍(Mb)은, 타이어 금형(M)을 가열하기 위한 증기의 유통을 허용한다. 따라서, 상기 타이어 금형(M)은, 후술한 바와 같은 가열 유닛(H1 내지 H3)에 의한 가열에 한정되지 않고, 상기 환 형상 구멍(Mb)을 유통하는 증기에 의해서도 가열되는 것이 가능하다. 또한, 본 발명의 금형 가열 장치에 의해 가열되는 금형으로서는, 환 형상 구멍(Mb)을 갖지 않는 형태의 것이어도 된다. 즉, 상기 가열 유닛(H1 내지 H3)에 의해 금형이 가열되도록 해도 된다.

상측 몰드(M1) 및 사이드 몰드(M3)는, 상부판(5) 및 어댑터(6)를 통해서 유체압 실린더(도시 생략)에 연결되어 있다. 이 유체압 실린더는, 상측 몰드(M1) 및 사이드 몰드(M3)를 상부 플래튼(3)에 대하여 상하 방향으로 이동시키도록 작동한다. 한편, 상기 하부 플래튼(7)은 상기 베이스판(101) 상에 고정되고, 이 하부 플래튼(7)에 상기 하측 몰드(M2)가 상기 하부 가열 유닛(H3)을 통해서 고정되어 있다.

이 장치에서는, 상기 상부 부재(4)가 상기 컨테이너 링(M4)과 함께 상승하고, 또한, 상기 유체압 실린더가 상측 몰드(M1)를 하강시킴으로써, 사이드 몰드(M3)가 개방된다. 다음에, 상부 부재(4)와 상측 몰드(M1)가 상승함으로써, 상측 몰드(M1)와 하측 몰드(M2) 사이에 스페이스가 형성되고, 이들의 몰드(M1 내지 M3)로 둘러싸인 타이어 수용 공간(α)이 개방된다. 또한, 컨테이너 링(M4), 상측 몰드(M1) 및 사이드 몰드(M3)가 하측 몰드(M2)에 대하여 상승한 상태로, 유체압 실린더가 작동해서 상측 몰드(M1) 및 사이드 몰드(M3)를 컨테이너 링(M4)에 대하여 하강시킴으로써, 사이드 몰드(M3)가 컨테이너 링(M4)의 경사부를 따라 이동한다. 즉, 사이드 몰드(M3)의 각 분할 몰드가 직경 방향 외측으로 이동하고, 당해 사이드 몰드(M3)로 둘러싸이는 타이어 수용 공간(α)을 직경 방향 외측으로 넓힌다.

타이어 가열시에는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 타이어 가열 장치(100)의 타이어 금형(M) 내의 타이어 수용 공간(α)에 도넛 형상의 미가공 타이어[(T)(그린 타이어)]가 배치된다. 이 미가공 타이어(T)는, 중심 기구(8)에 의해 내측으로부터 보유 지지되면서 가열된다. 상기 중심 기구(8)는, 타이어 가열 장치(100)의 하방으로부터 타이어 금형(M) 내에 이르는 영역에 설치되고, 또한, 고무로 된 주머니체인 블래더(8a)를 갖는다. 이 블래더(8a)의 외면이 상기 미가공 타이어(T)의 내면을 따르는 상태에서 당해 미가공 타이어(T)의 가열이 행해진다.

(금형 가열 장치에 대해서)

본 실시 형태에 있어서는, 상기 측부 가열 유닛(H1), 상기 상부 가열 유닛(H2), 및 상기 하부 가열 유닛(H3)이 금형을 가열한다. 측부 가열 유닛(H1)은 타이어 금형(M)의 직경 방향 외측에 배치되고, 상부 가열 유닛(H2)은 상부 플래튼(3)과 타이어 금형(M) 사이에 설치되고, 하부 가열 유닛(H3)은 하부 플래튼(7)과 타이어 금형(M) 사이에 설치된다.

(측부 가열 유닛에 대해서)

도 2 내지 도 6을 사용하여, 측부 가열 유닛(H1)에 대해서 설명한다.

도 2는, 도 1에 도시하는 측부 가열 유닛(H1)의 사시 모식도이고, 도 3은, 도 1에 도시하는 측부 가열 유닛(H1)의 평면도이고, 도 4는, 도 1에 도시하는 측부 가열 유닛(H1)[도 1에 있어서 중심축(C)의 좌측에 위치하는 부분]의 단면 확대도이다. 도 5는, 도 4의 V-V선 단면도이며, 이 도면에서는 후술하는 커버(27)가 생략되어 있다. 도 6은, 도 3에 도시하는 측부 가열 유닛(H1)을 화살표 VI 방향으로부터 본 도면이다.

도 2 내지 도 6에 도시하는 바와 같이, 측부 가열 유닛(H1)은, 타이어 금형(M)의 상방에 배치되는 상측 링 형상 부재(11)와, 이 상측 링 형상 부재(11)와 특정 방향(도면에서는 상하 방향)으로 대향하도록 타이어 금형(M)의 하방에 배치되는 하측 링 형상 부재(12)와, 상측 링 형상 부재(11)와 하측 링 형상 부재(12)를 서로 연결하는 복수개의 제1 판 형상 부재[(13)(비자성 부재)]와, 각 제1 판 형상 부재(13)의 내측면 즉 타이어 금형(M)에 대향하는 면에 설치된 복수개의 제2 판 형상 부재[(14)(강자성 비도체 부재)]와, 제2 판 형상 부재(14)에 있어서의 타이어 금형(M)에 대향하는 면에 고정된 코일(15)을 구비하고 있다.

도 4에 도시하는 바와 같이, 상측 링 형상 부재(11)는, 컨테이너 링(M4)의 외경보다도 큰 내경을 갖는 원통 형상부(11a)와, 당해 원통 형상부(11a)의 상단부로부터 직경 방향 외측으로 연장되는 플랜지부(11b)로 이루어지고, 둘레 방향으로부터 보아 L자 형상의 수직 단면을 갖는다. 당해 상측 링 형상 부재(11)는, 그 플랜지부(11b)를 관통하는 볼트로 상부 플래튼(3)에 고정된다. 당해 상측 링 형상 부재(11)는, 예를 들어 강재와 같이, 내열성, 강도 및 가공성이 우수한 재료로 이루어지는 것이 바람직하다. 이 상측 링 형상 부재(11)는, 하측 링 형상 부재(12)와 함께, 그 중심축이 타이어 금형(M)에 설치된 타이어(T)의 중심축(C)과 동축이 되도록 설치된다. 양쪽 링 형상 부재(11, 12)는, 상기 특정 방향과 직교하는 방향의 면(도면에서는 수평면)에서 링 형상을 이루고, 컨테이너 링(M4)의 외경보다도 큰 내경을 갖는다. 상기 하측 링 형상 부재(12)는, 바람직하게는 상측 링 형상 부재(11)에 적용 가능한 재료, 예를 들어 강재에 의해 형성된다.

상기 각 제1 판 형상 부재(13)는, 상하 방향으로 연장되고, 상기 상측 링 형상 부재(11)와 상기 하측 링 형상 부재(12) 사이에서 양쪽 링 형상 부재(11, 12)의 원주 방향으로 대략 등간격을 두고 배열되도록 배치된다. 본 실시 형태에서는 합계 16개의 제1 판 형상 부재(13)가 배치된다. 각 제1 판 형상 부재(13)는, 예를 들어 알루미늄 등의 비자성의 금속 부재, 또는, 금속 부재 이외의 내열성이나 강도가 우수한 비자성 재료(슈퍼 엔지니어링 플라스틱 등)에 의해 형성된다. 본 실시 형태에서는, 서로 인접하는 제1 판 형상 부재(13)끼리의 사이에 당해 제1 판 형상 부재(13)의 폭보다도 큰 간격이 주어져 있다.

상기 각 제1 판 형상 부재(13)는, 상측 브래킷(17)을 통해서 상측 링 형상 부재(11)에 연결되는 동시에, 하측 브래킷(18)을 통해서 하측 링 형상 부재(12)에 연결된다. 상세하게는, 상측 링 형상 부재(11)의 플랜지부(11b)의 하면에 판 형상 부재(16)가 용접되고, 이 판 형상 부재(16)에 상기 제1 판 형상 부재(13)의 배치에 대응하는 배치로 상측 브래킷(17)이 볼트로 고정된다. 각 상측 브래킷(17)은, 상기 판 형상 부재(16)에 고정되는 수평 부분과, 이 수평 부분의 외측 테두리로부터 대략 연직 하방으로 연장되는 부분(17a)을 갖고, 이 하방으로 연장되는 부분(17a)에 판 형상의 스페이서를 개재하여 상기 제1 판 형상 부재(13)의 상단부가 볼트로 고정된다. 즉, 제1 판 형상 부재(13)는, 상측 브래킷(17)으로부터 대략 연직 하방으로 연장되도록 배치된다. 한편, 각 하측 브래킷(18)은, 하측 링 형상 부재(12)의 상면에 고정되는 수평 부분과, 이 수평 부분의 외측 테두리로부터 대략 연직 상방으로 연장되는 부분(18a)을 갖고, 이 상방으로 연장되는 부분(18a)에 상기 각 제1 판 형상 부재(13)의 하단부가 판 형상의 스페이서를 개재하여 볼트로 고정된다.

상기 각 제2 판 형상 부재(14)는, 예를 들어 페라이트와 같은 강자성 비도체 부재에 의해 형성되고, 상기 각 제1 판 형상 부재(13)와 마찬가지로 상하 방향으로 연장되고, 당해 제1 판 형상 부재(13)의 내측면 즉 타이어 금형측을 향하는 면에 고정된다. 상세하게는, 각 제1 판 형상 부재(13)의 내측면에 그 길이 방향 즉 상하 방향으로 연장되는 홈(13a)이 형성되고, 당해 홈(13a)을 따라 제2 판 형상 부재(14)가 고정된다. 각 제1 판 형상 부재(13)의 내측면에는, 도 4에 도시하는 바와 같이, 상하 방향으로 배열되는 복수단(본 실시 형태에서는 6단)에 걸쳐 상기 제2 판 형상 부재(14)가 당해 방향으로 거의 간극 없이 배치된다.

상기 코일(15)은, 예를 들어 리츠선으로 이루어지고, 도 4에 도시하는 바와 같이, 제2 판 형상 부재(14)에 대하여 그 길이 방향과 직교하는 자세(즉 금형의 둘레 방향으로 연장되는 자세)로 당해 제2 판 형상 부재(14)의 내측면 즉 타이어 금형측을 향하는 면에 도시하지 않은 결속 밴드[예를 들어, 인슈록(등록 상표)이나, 타이랩(등록 상표) 등]을 사용해서 판 형상 부재(13)의 내측에 고정된다. 당해 코일(15)을 구성하는 선재는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 제2 판 형상 부재(14)의 내면을 따라, 타이어 금형(M)을 측방으로부터 둘러싸도록, 상기 특정 방향과 평행한 방향의 축(상하축) 주위에 권취되어 있다.

도 4에 도시하는 바와 같이, 이 실시 형태에 관한 코일(15)은, 6매 배열된 제2 판 형상 부재(14)의 상단부 근방의 영역 및 하단부의 근방의 영역에만 배치되고, 각 영역에서는 당해 코일(15)을 구성하는 선재(즉, 리츠선)의 직경보다도 작은 간격으로 당해 선재가 밀하게 권취되어 있다. 한편, 6매 배열된 제2 판 형상 부재(14)의 상하 방향 중앙부에는, 코일(15)은 배치되어 있지 않다.

타이어 금형(M)을 폐쇄한 상태(도 1에 도시하는 상태)에서 6매 배열된 제2 판 형상 부재(14)의 상하 방향 중앙 영역 즉 상기 코일(15)이 권취되어 있지 않은 중간 영역에, 상기 컨테이너 링(M4)의 외주면의 근방에 형성된 상기 각 환 형상 구멍(Mb)이 대향된다. 바꿔 말하면, 당해 중간 영역에서는 상기 환 형상 구멍(Mb)의 외측에 박육 부분이 존재하고 있으며, 이 영역에서는 코일(15)이 배치되어 있지 않다.

이 장치는 또한 단열재(21)를 구비한다. 이 단열재(21)는, 도 4 및 도 5에 도시하는 바와 같이, 상기 코일(15)의 직경 방향 내측에 위치하고, 상기 특정 방향인 상하 방향에 있어서, 최상부에 있는 코일(15)의 위치로부터 최하부에 있는 코일(15)의 위치까지를 모두 덮도록 배치되어 있다. 단열재(21)는, 유연성이 있는 이불 형상의 부재에 의해 원통 형상으로 형성되어 있다. 당해 단열재(21)는, 예를 들어, 글래스 울이나 암면 등으로 대표되는 섬유계의 재료로 형성된다.

이 단열재(21)는, 보유 지지 부재인 브래킷(24)을 통해서 제1 판 형상 부재(13)의 내측면에 지지된다. 당해 브래킷(24)은, 예를 들어 에폭시 수지, 나일론 수지 등의 비금속 재료에 의해 직사각형의 판 형상으로 형성되며, 도 4에 도시하는 바와 같이, 제1 판 형상 부재(13)의 상단부 근방 부위 및 하단부 근방 부위에 볼트(25)로 고정되고, 당해 제1 판 형상 부재(13)와의 사이에 상기 단열재(21)를 사이에 끼우도록 하여 당해 단열재(21)를 보유 지지한다.

상기 볼트(25)의 축 주위에는, 제1 판 형상 부재(13)와 브래킷(24) 사이에 소정의 간격을 유지하기 위한 스페이서(26)가 형성되어 있다. 이 스페이서(26)의 축 길이가, 당해 볼트(25)를 끝까지 단단히 조였을 때의 브래킷(24)과 코일(15)의 간격을 정한다. 결과적으로, 당해 볼트(25)를 끝까지 단단히 조임으로써, 단열재(21)를 끼워 넣는 힘이 적절한 힘으로 조정되는 동시에, 단열재(21)와 컨테이너 링(M4) 사이에 정확한 치수의 간극이 용이하고 또한 확실하게 확보된다.

상기 단열재(21)의 상방에는, 원통 형상의 단열재(22)가 설치된다. 당해 단열재(22)는, 상부 가열 유닛(H2)을 측방으로부터 덮도록 설치되고, 당해 단열재(22)의 상단부가 상측 링 형상 부재(11)의 원통 형상부(11a)와 제1 판 형상 부재(13) 사이에 끼워져 있다. 또한, 단열재(21)의 하방에는, 원통 형상의 단열재(23)가 하부 가열 유닛(H3)을 측방으로부터 덮도록 설치되어 있다.

도 2에 있어서 2점 쇄선으로 도시하는 바와 같이, 제1 판 형상 부재(13)의 외측에는, 비금속 재료(예를 들어 에폭시 수지, 나일론 수지)에 의해 형성된 복수의 커버(27)가 설치되어 있다. 각 커버(27)는, 상기 코일(15)이 밀하게 권취되어 있는 상하 2군데의 부분을 직경 방향 외측으로부터 덮도록 상하 2단에 걸쳐 설치되어 있다. 상기 각 커버(27)는, 둘레 방향으로 배열되는 복수의 위치, 보다 구체적으로는 둘레 방향으로 서로 인접하는 제1 판 형상 부재(13)에 걸치는 위치에 각각 배치되고, 도 6에 도시되는 바와 같이 각 커버(27)의 양단부가 각각 상기 제1 판 형상 부재(13)에 볼트로 고정된다. 이에 의해, 이들 커버(27)는, 당해 제1 판 형상 부재(13)와 협동해서 코일(15)을 전체 둘레에 걸쳐 외측으로부터 덮는다. 이들 커버(27)와 상기 코일(15) 사이에는 공간이 확보되고, 또한, 이 공간 내의 공기를 상방 또는 하방으로 도피시키도록 당해 공간의 상하 단부가 각각 개방되어 있다.

(상부 가열 유닛 및 하부 가열 유닛에 대해서)

도 1에 도시하는 바와 같이, 상기 상부 가열 유닛(H2) 및 상기 하부 가열 유닛(H3)은, 타이어 금형(M)의 상방 및 하방에 각각 설치된다. 상부 가열 유닛(H2)은, 코일(31)과, 당해 코일(31)과 타이어 금형(M) 사이에 배치된 강자성 금속 부재(32)와, 코일(31)과 강자성 금속 부재(32) 사이에 배치된 단열재(33)를 구비하고, 상기 코일(31)은, 타이어 금형(M)의 중심축(C)과 평행한 방향으로부터 보아 소용돌이선 형상으로 되도록, 타이어 금형(M)의 중심축(C)에 직교하는 평면 상에 배치된다. 하부 가열 유닛(H3)은, 코일(34)과, 당해 코일(34)과 타이어 금형(M) 사이에 배치된 강자성 금속 부재(35)와, 코일(34)과 강자성 금속 부재(35)사이에 배치된 단열재(36)를 구비하고, 상기 코일(34)은, 타이어 금형(M)의 중심축(C)과 평행한 방향으로부터 보아 소용돌이선 형상으로 되도록, 타이어 금형(M)의 중심축(C)에 직교하는 평면 상에 배치된다. 상기 강자성 금속 부재(32, 35)는 예를 들어 강재에 의해 구성된다.

(타이어의 가열 방법에 대해서)

타이어를 가열할 때는, 타이어 금형(M)이 개방되어 당해 금형의 중심에 미가공 타이어(T)가 배치되고, 당해 미가공 타이어(T)의 내면에 중심 기구(8)의 블래더(8a)를 따르게 하도록 당해 기구(8)가 작동된다. 그 후, 타이어 금형(M)이 폐쇄되어, 미가공 타이어(T)가 내면측 및 외면측으로부터 동시에 가열된다.

상기 미가공 타이어(T)의 내면측으로부터의 가열은, 상기 중심 기구(8)에 있어서의 블래더(8a) 내로의 고온 고압의 가열 유체의 도입에 의해 행해진다. 상기 중심 기구(8)는 배관을 갖고, 이 배관을 통해서 상기 블래더(8a) 내에 고온 및 고압의 상기 가열 유체가 도입된다. 이에 의해, 블래더(8a)가 신전되어 그 외면이 미가공 타이어(T)의 내면에 밀착되는 동시에, 상기 가열 유체의 열이 블래더(8a)를 통해서 미가공 타이어(T)에 전달된다.

상기 미가공 타이어(T)의 외면측으로부터의 가열은, 타이어 금형(M)의 가열에 의해 행해진다. 구체적으로는, 타이어 금형(M)의 측면을 포위하는 코일(15)에 고주파의 전류가 흘려지고, 이 고주파 전류가 당해 코일(15)의 근방에 자력선을 형성한다. 이 자력선은, 코일(15)의 외측에 배치된 투자율이 큰 제2 판 형상 부재(14)와, 코일(15)의 내측에 배치된 강제의 타이어 금형(M)에 집중하고, 그 결과, 타이어 금형(M)에 밀도가 높은 와전류를 발생시킨다. 이 와전류에 의한 줄 가열(저항 가열)과 고주파에 의해 발생한 교번 자계에 의한 히스테리시스 손실에 의해, 타이어 금형(M) 중 코일(15)에 가까운 외표면이 가열된다. 상기 제2 판 형상 부재(14)는, 높은 투자율을 갖고서 상기 코일(15)의 외측에 배치됨으로써, 코일(15)로부터 보아 타이어 금형(M)과 반대측, 구체적으로는 당해 코일(15)의 직경 방향 외측으로 자속을 집중시키고, 이에 의해, 가열 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 당해 제2 판 형상 부재(14)는 외부로의 자력선의 누설도 억지시킨다. 이와 같이 하여 타이어 금형(M)의 외표면 근방부가 가열되면, 그 열은 타이어 금형(M)을 전파하여 당해 타이어 금형(M) 내에 설치된 미가공 타이어(T)에 가해진다.

한편, 상기 코일(15)에 고주파의 전류가 흐르게 되는 것과 동시에 상부 가열 유닛(H2) 및 하부 가열 유닛(H3)의 코일(31, 34)에도 고주파의 전류가 흐르게 되고, 이에 의해 강자성 금속 부재(32, 35)가 유도 가열된다. 거기서 발생한 열은 타이어 금형(M)을 통해서 미가공 타이어(T)까지 전달되고, 이에 의해 당해 미가공 타이어(T)가 가열된다.

측부 가열 유닛(H1), 상부 가열 유닛(H2) 및 하부 가열 유닛(H3)에 의한 미가공 타이어(T)의 외측으로부터의 가열은, 타이어 가열 장치(100)에 의한 금형의 개폐 동작과는 관계없이 상시 행해져도 좋다.

상기 타이어 금형(M)의 외주부에는 도시하지 않은 온도 센서가 설치되고, 이 온도 센서가 출력하는 검출 신호가 온도 조절기에 입력된다. 온도 조절기는, 상기 온도 센서가 검지하는 온도가 소정의 온도까지 도달한 시점에서, 고주파 전원의 출력을 제어하는 신호를 출력하고, 이에 의해, 타이어 금형(M)을 일정 온도로 유지하는 온도 제어를 행한다. 본 실시 형태와 같이 상부 가열 유닛(H2) 및 하부 가열 유닛(H3)도 가열에 사용되는 경우, 타이어 금형(M)의 상단부 및 하단부에 각각 온도 센서가 설치되고, 당해 온도 센서에 의해 검지되는 온도에 기초하여, 타이어 금형(M)의 온도를 일정하게 유지하도록 고주파 전원의 출력이 제어되어도 좋다.

가황되는 미가공 타이어(T)의 사이즈가 변경되는 경우, 타이어 금형(M)의 변경도 필요하지만, 금형 가열 장치를 구성하는 측부 가열 유닛(H1), 상부 가열 유닛(H2) 및 하부 가열 유닛(H3)의 변경은 불필요하다. 상기 미가공 타이어(T)의 사이즈는, 타이어 금형(M)의 교환만으로 용이하게 변경될 수 있다.

(본 실시 형태의 효과에 대해서)

(1) 이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 측부 가열 유닛[(H1)(금형 가열 장치)]에서는, 한 쌍의 링 형상 부재인 상측 링 형상 부재(11) 및 하측 링 형상 부재(12)가 타이어 금형(M)이 배치되는 공간을 사이에 두고 서로 특정 방향으로 대향하고, 비자성 부재인 제1 판 형상 부재(13)가 상측 링 형상 부재(11) 및 하측 링 형상 부재(12)의 둘레 방향으로 배열되는 복수[(본 실시 형태에서는(16)]의 위치에 각각 설치되어 상측 링 형상 부재(11)와 하측 링 형상 부재(12)를 상호 연결한다. 강자성 비도체 부재인 제2 판 형상 부재(14)가 제1 판 형상 부재(13)의 내측면 즉 링 형상 부재(11, 12)의 중심축(C) 측을 향하는 면에 설치되고, 이 제2 판 형상 부재(14)를 통해서 상기 각 제1 판 형상 부재(13)가 코일(15)을 당해 코일(15)이 타이어 금형(M)이 배치되는 공간을 측방으로부터 둘러싸도록 지지한다. 이로 인해, 코일을 지지하기 위한 비자성 부재로서 타이어 금형(M)의 전체 둘레를 덮는 단일한 원통으로서 형성된 것을 구비하는 장치에 비해, 타이어 금형의 주위에 용이하게 배치되는 것이 가능하며, 비자성 부재의 내측으로의 코일(15) 설치도 용이하고, 그 제작 비용은 낮다. 따라서, 저렴한 금형 가열 장치가 제공된다. 특히, 본 실시 형태에 있어서는, 코일(15)을 지지하는 비자성 부재인 각 제1 판 형상 부재(13)가 가늘고 긴 판 형상이므로, 그 성형이 매우 용이하고, 제작 비용 삭감의 효과가 크다. 이 효과는, 제1 판 형상 부재(13)가 판 형상의 경우에 한하지 않고, 예를 들어, 당해 제1 판 형상 부재(13)가 각봉(角棒) 형상이나 둥근 막대 형상인 경우에도 얻어진다.

본 실시 형태에 관한 장치는, 구체적으로는, 상측 링 형상 부재(11), 하측 링 형상 부재(12) 및 복수의 제1 판 형상 부재(13)를 미리 조립하는 것과, 복수의 제1 판 형상 부재(13)를 원통 형상으로 배치한 후, 코일(15)을 권취하는 것과, 그 후에 단열재(21)를 끼워 넣고, 비금속의 브래킷(24)으로 단열재(21)를 고정함으로써 용이하게 설치된다.

또한, 상기 제1 판 형상 부재(13)는, 양쪽 링 형상 부재(11, 12)의 둘레 방향으로 서로 간격을 둔 복수의 위치에 각각 설치되기 때문에, 코일을 지지하는 부재로서 비자성 부재가 타이어 금형(M)의 전체 둘레를 덮는 원통 형상으로 형성되는 경우에 비해, 필요한 비자성 부재의 양이 적다. 이것도, 보다 저렴한 금형 가열 장치의 제공에 기여한다.

또한, 상기 각 제1 판 형상 부재(13)의 상하 단부가 고강도 또한 저렴한 강으로 이루어지는 상측 링 형상 부재(11) 및 하측 링 형상 부재(12)에 각각 고정됨으로써, 당해 제1 판 형상 부재(13)끼리의 상대 위치 관계의 붕괴가 방지된다. 따라서, 당해 복수의 제1 판 형상 부재(13)에 고정된 코일(15)의 변형이 저렴한 구성으로 확실하게 방지된다.

(2) 상기 코일(15)은, 상측 링 형상 부재(11) 및 하측 링 형상 부재(12)가 서로 대향하는 방향(상하 방향)에 있어서의 중간 영역에만 설치되고, 이 중간 영역에서는, 타이어 금형(M)에 금형 가열용의 가열 증기를 통과시키기 위한 환 형상 구멍(Mb)이 형성되고, 이 환 형상 구멍(Mb)에 대향하는 위치에는 상기 코일(15)이 권취되지 않고 당해 환 형상 구멍(Mb)의 상방 및 하방의 금형에 대향하는 위치에만 코일(15)이 권취되므로, 당해 코일(15)을 사용해서 유도 가열된 타이어 금형(M)의 온도 분포를 균일에 근접시킬 수 있다. 상기 환 형상 구멍(Mb)의 외측에는 박육 부분이 존재하고, 이 박육 부분은 작은 열용량을 가지므로, 당해 박육 부분이 유도 가열되면 당해 박육의 금형 부분의 온도가 급상승하게 되지만, 상기 측부 가열 유닛(H1)에서는 상기 박육 부분에 대향하는 위치에 코일(15)이 권취되어 있지 않으므로, 국소적으로 금형의 온도가 급상승하는 것이 억제된다.

이 효과는, 환 형상 구멍(Mb)에 대향하는 위치에 전혀 코일이 권취되어 있지 않은 경우에 한정되지 않고, 상측 링 형상 부재(11) 및 하측 링 형상 부재(12)가 서로 대향하는 방향(상하 방향)에 있어서의 중간 영역에서의 코일(15)을 구성하는 선재끼리의 간격이 상하 양단부 영역에 비해 큰 경우에 얻어진다. 예를 들어, 환 형상 구멍(Mb)에 대향하는 위치에서는 당해 위치의 상방 및 하방에 비해 코일의 선재의 간격이 넓어지도록 코일이 권취되어도 된다.

(3) 상기 측부 가열 유닛(H1)에서는, 타이어 금형(M)이 배치되는 공간을 측방으로부터 덮도록 단열재(21)가 설치되는 동시에, 상기 제1 판 형상 부재(13)에 비금속 재료로 이루어지는 보유 지지 부재인 브래킷(24)이 고정되고, 이 브래킷(24)이 상기 코일(15)과의 사이에 상기 단열재(21)를 사이에 두고 보유 지지되기 때문에, 당해 단열재(21)는, 가열된 타이어 금형(M)으로부터 외부로의 방열을 당해 단열재(21)가 억제됨으로써, 타이어를 가열할 때의 에너지 소비를 삭감할 수 있다. 특히, 상기 단열재(21)는, 통 형상을 이루어 타이어 금형(M)의 전체 둘레를 간극 없이 덮도록 배치되기 때문에, 방열을 현저하게 억제할 수 있다. 또한, 상기 브래킷(24)이 단열재(21)의 내측으로의 변형을 억제하기 때문에, 단열재(21)는 특별히 강성이 높은 재료로 구성될 필요는 없다. 따라서, 당해 단열재(21)는, 상기와 같이, 단열 효과가 크고 가격이 저렴한 이불 형상의 섬유 재료에 의해 형성되는 것이 가능하다.

이상, 본 발명의 실시 형태에 대해서 설명했지만, 본 발명은 상술한 실시 형태에 한정되는 것이 아니라, 특허청구의 범위에 기재한 한에 있어서 다양하게 변경하여 실시될 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은, 타이어가 수용된 타이어 금형을 가열하기 위한 금형 가열 장치로서 저렴하고 제조가 용이한 장치를 제공한다. 이 금형 가열 장치는, 상기 타이어 금형이 배치되는 공간을 사이에 두고 서로 특정 방향으로 대향하고, 당해 특정 방향과 직교하는 면 상에서 링 형상을 이루는 한 쌍의 링 형상 부재와, 상기 한 쌍의 링 형상 부재의 둘레 방향으로 배열되는 복수의 위치에 당해 둘레 방향으로 간격을 두고 배치되고, 상기 양쪽 링 형상 부재를 상호 연결하는 복수의 비자성 부재와, 이들의 비자성 부재 중 상기 타이어 금형측을 향하는 내측면에 설치된 강자성 비도체 부재와, 상기 타이어 금형이 배치되는 공간을 상기 특정 방향과 직교하는 방향의 외측으로부터 둘러싸도록, 상기 강자성 비도체 부재를 통해서 상기 복수의 비자성 부재로 지지되는 코일을 구비한다.

이 장치에서는, 상기 코일을 지지하는 비자성 부재가 상기 링 형상 부재의 둘레 방향으로 배열되는 복수의 위치에 간격을 두고 각각 설치되기 때문에, 타이어 금형의 전체 둘레를 덮는 하나의 원통으로서 형성된 비자성 부재를 구비하는 장치에 비해, 타이어 금형의 주위에 용이하게 배치되고, 또한 제작이 용이하며, 제작 비용이 낮다. 따라서, 저렴한 금형 가열 장치가 제공된다. 또한, 강자성 비도체 부재가 상기 링 형상 부재의 둘레 방향으로 배열되는 각 비자성 부재의 내측면에 설치됨으로써, 당해 비자성 부재는 상기 코일을 외주측로부터 당해 강자성 비도체 부재를 통해서 지지할 수 있다. 따라서, 당해 코일의 설치 또는 금형 가열 장치의 제작이 용이해진다.

상기 코일은, 상기 특정 방향과 평행한 방향의 축 주위에 권취되는 선재에 의해 구성되고, 또한, 서로 인접하는 선재끼리의 간격이, 상기 특정 방향의 양단부 영역에 비해 그 사이의 중간 영역에서 넓은 것이 바람직하다. 이 형태는, 예를 들어, 가열 대상이 되는 금형의 상기 특정 방향의 중간 영역의 외주부에 가열용 증기를 통과시키기 위한 환 형상 구멍이 형성되는 등으로 하여 당해 외주부에 박육 부분이 존재하는 경우에, 적합하다. 이와 같이 박육 부분이 존재하는 금형의 중간 영역에서, 본 발명에 관한 금형 가열 장치에 있어서의 코일의 선재의 간격이 크게 확보됨으로써, 당해 박육 부분의 국소적인 온도 상승이 유효하게 억지된다. 또한, 상기 중간 영역의 양측의 양단부 영역에만 상기 코일이 배치되어도 된다.

본 발명에 관한 금형 가열 장치는, 보다 바람직하게는, 상기 타이어 금형이 배치되는 공간을 측방으로부터 덮도록 설치되는 단열재와, 비금속 재료에 의해 형성되고, 상기 코일의 내측에 위치해서 상기 비자성 부재에 고정되고, 상기 비자성 부재와의 사이에 상기 코일을 사이에 두고 당해 코일을 보유 지지하는 보유 지지 부재를 더 구비한다. 상기 단열재는, 상기 각 비자성 부재가 간헐적으로 설치되어 있음에도 불구하고, 가열된 타이어 금형으로부터 외부로의 방열을 억제하고, 이에 의해 타이어 금형을 가열할 때의 에너지 소비를 삭감할 수 있다. 게다가, 비금속 재료에 의해 형성되어 상기 비자성 부재의 내측에 고정되는 보유 지지 부재가 상기 단열재의 내측으로의 변형을 억제하기 때문에, 당해 단열재는, 특별히 강성이 높은 재료로 구성될 필요가 없고, 따라서, 단열 효과가 크고 가격이 저렴한 재료(예를 들어, 글래스 울이나 암면으로 대표되는 섬유계의 재료 등)에 의해 형성될 수 있다.

또한, 상기 단열재는, 상기 타이어 금형을 전체 둘레에 걸쳐 덮는 통 형상을 이루는 것도 가능하며, 이에 의해 상기 방열의 억제 효과는 더욱 높아진다.

본 발명은, 타이어가 수용된 타이어 금형을 가열하기 위해서 이용할 수 있다.

Claims

타이어가 수용된 타이어 금형을 가열하기 위한 금형 가열 장치이며,
상기 타이어 금형이 배치되는 공간을 사이에 두고 서로 특정 방향으로 대향하고, 당해 특정 방향과 직교하는 면 상에서 링 형상을 이루는 한 쌍의 링 형상 부재와,
상기 한 쌍의 링 형상 부재의 둘레 방향으로 배열되는 복수의 위치에 당해 둘레 방향으로 간격을 두고 배치되고, 상기 한 쌍의 링 형상 부재를 상호 연결하는 비자성 부재와,
상기 비자성 부재 중 상기 링 형상 부재의 중심축측을 향하는 면에 설치된 강자성 비도체 부재와,
상기 타이어 금형이 배치되는 공간을 상기 특정 방향과 직교하는 방향의 외측으로부터 둘러싸도록, 상기 강자성 비도체 부재를 통해서 상기 복수의 비자성 부재에 지지되는 코일을 구비하는, 금형 가열 장치.
제1항에 있어서, 상기 코일은, 상기 특정 방향과 평행한 방향의 축 주위에 권취되는 선재에 의해 구성되고, 또한, 서로 인접하는 선재끼리의 간격이, 상기 강자성 비도체 부재의 상기 특정 방향의 양단부 영역에 비해 그 사이의 중간 영역에서 넓은, 금형 가열 장치.
제2항에 있어서, 상기 코일은, 상기 강자성 비도체 부재의 상기 특정 방향의 양단부 영역에만 배치되는, 금형 가열 장치.
제1항에 있어서, 상기 타이어 금형이 배치되는 공간을 측방으로부터 덮도록 설치되는 단열재와, 비금속 재료에 의해 형성되고, 상기 코일의 내측에 위치하고 상기 비자성 부재에 고정되고, 상기 비자성 부재와의 사이에 상기 코일을 사이에 두고 당해 코일을 보유 지지하는 보유 지지 부재를 더 구비하는, 금형 가열 장치.
제4항에 있어서, 상기 단열재는, 상기 타이어 금형을 전체 둘레에 걸쳐 덮는 통 형상을 이루는, 금형 가열 장치.